CN113809849A - 旋转电机 - Google Patents

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CN113809849A CN202110643388.7A CN202110643388A CN113809849A CN 113809849 A CN113809849 A CN 113809849A CN 202110643388 A CN202110643388 A CN 202110643388A CN 113809849 A CN113809849 A CN 113809849A
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Abstract

旋转电机,本发明的旋转电机的一个方式具备具有多个磁铁的转子。多个磁铁包含:一对第一磁铁,在沿轴向观察时,该一对第一磁铁沿随着从径向内侧朝向径向外侧而彼此在周向上远离的方向延伸;以及第二磁铁,其配置于一对第一磁铁彼此之间的周向位置,在沿轴向观察时,该第二磁铁沿与径向垂直的方向延伸。转子铁芯具有:一对第一磁通阻隔部,它们隔着第一磁铁而配置;一对第二磁通阻隔部,它们隔着第二磁铁而配置;以及第三磁通阻隔部,其配置于一对第一磁通阻隔部中的位于径向外侧的第一磁通阻隔部与第二磁通阻隔部的周向之间。在第二磁铁的周向中心配置于与某一个齿的周向中心相同的周向位置的某个状态下,第三磁通阻隔部位于另一个齿的径向内侧。

Description

旋转电机
技术领域
本发明涉及旋转电机。
背景技术
已知具备转子铁芯和配置于设置于转子铁芯的孔的永久磁铁的旋转电机。例如,专利文献1记载了三个永久磁铁配置为
Figure BDA0003108018890000011
形状的旋转电机。
专利文献1:国际公开第2018/159181号
在上述那样的旋转电机中,要求扭矩波动的进一步降低。
发明内容
本发明鉴于上述情况,其目的之一在于提供具有能够降低扭矩波动的结构的旋转电机。
本发明的旋转电机的一个方式具备:转子,其能够以中心轴线为中心旋转;以及定子,其位于所述转子的径向外侧。所述转子具有:转子铁芯,其具有多个收纳孔;以及多个磁铁,它们分别收纳于所述多个收纳孔的内部。所述定子具有:定子铁芯,其具有包围所述转子铁芯的环状的铁芯背部和从所述铁芯背部向径向内侧延伸并且沿周向隔开间隔地排列配置的多个齿;以及多个线圈,它们安装于所述定子铁芯。所述多个磁铁包含:一对第一磁铁,它们沿周向彼此隔开间隔地配置,在沿轴向观察时,该一对第一磁铁沿随着从径向内侧朝向径向外侧而彼此在周向上远离的方向延伸;以及第二磁铁,其在比所述一对第一磁铁的径向内端部靠径向外侧的位置配置于所述一对第一磁铁彼此之间的周向位置,在沿轴向观察时,该第二磁铁沿与径向垂直的方向延伸。所述转子铁芯具有:第一磁通阻隔部,在沿轴向观察时,在各所述第一磁铁所延伸的方向上分别隔着各所述第一磁铁而各配置有一对该第一磁通阻隔部;一对第二磁通阻隔部,它们在沿轴向观察时在所述第二磁铁所延伸的方向上隔着所述第二磁铁而配置;以及第三磁通阻隔部,其配置于隔着所述一对第一磁铁的一个而配置的一对所述第一磁通阻隔部中的位于径向外侧的第一磁通阻隔部与所述一对第二磁通阻隔部的一个的周向之间和隔着所述一对第一磁铁的另一个而配置的一对所述第一磁通阻隔部中的位于径向外侧的第一磁通阻隔部与所述一对第二磁通阻隔部的另一个的周向之间中的至少一方。在所述第二磁铁的周向中心配置于与某一个所述齿的周向中心相同的周向位置的某个状态下,所述第三磁通阻隔部位于另一个所述齿的径向内侧。
根据本发明的一个方式,能够在旋转电机中降低扭矩波动。
附图说明
图1是示出本实施方式的旋转电机的剖视图。
图2是示出本实施方式的旋转电机的一部分的剖视图,是沿图1中的II-II线的剖视图。
图3是示出本实施方式的转子的磁极部和定子铁芯的一部分的剖视图。
图4是示出本实施方式的在转子与定子之间流动的磁通的48次分量的一例的图。
图5是示出本实施方式的在转子与定子之间流动的磁通的24次分量的一例的图。
图6是示出实施例的模拟结果的曲线图。
标号说明
1:旋转电机;10:转子;20:转子铁芯;22a、22b:凹部;30:收纳孔;40:磁铁;41a、41b:第一磁铁;42:第二磁铁;51a、51b、51c、51d:第一磁通阻隔部;52a、52b:第二磁通阻隔部;53a、53b:第三磁通阻隔部;60:定子;61:定子铁芯;62:铁芯背部;63、66A、66B、66C、66D、66E、66F:齿;65:线圈;J:中心轴线。
具体实施方式
在各图中适当地示出的Z轴方向是将正侧作为“上侧”,将负侧作为“下侧”的上下方向。在各图中适当地示出的中心轴线J是与Z轴方向平行并沿上下方向延伸的假想线。在以下的说明中,将中心轴线J的轴向,即与上下方向平行的方向简称为“轴向”,将以中心轴线J为中心的径向简称为“径向”,将以中心轴线J为中心的周向简称为“周向”。在各图中适当地示出的箭头θ表示周向。箭头θ是在从上侧观察时以中心轴线J为中心朝向顺时针的方向。在以下的说明中,将以某个对象为基准时周向中的箭头θ所朝向的一侧,即在从上侧观察时顺时针前进的一侧称为“周向一侧”,将以某个对象为基准时周向中的箭头θ所朝向的一侧的相反侧,即在从上侧观察时逆时针前进的一侧称为“周向另一侧”。
另外,上下方向、上侧以及下侧仅是用于对各部分的配置关系等进行说明的名称,实际的配置关系等也可以是这些名称所示的配置关系等以外的配置关系等。
如图1所示,本实施方式的旋转电机1是内转子型的旋转电机。在本实施方式中,旋转电机1是三相交流式的旋转电机。旋转电机1例如是通过被供给三相交流的电源而被驱动的三相马达。旋转电机1具备外壳2、转子10、定子60、轴承保持架4以及轴承5a、5b。
外壳2在内部收纳转子10、定子60、轴承保持架4以及轴承5a、5b。外壳2的底部保持轴承5b。轴承保持架4保持轴承5a。轴承5a、5b例如是球轴承。
定子60位于转子10的径向外侧。定子60具有定子铁芯61、绝缘件64以及多个线圈65。定子铁芯61具有铁芯背部62和多个齿63。铁芯背部62位于后述的转子铁芯20的径向外侧。如图2所示,铁芯背部62是包围转子铁芯20的环状。铁芯背部62例如是以中心轴线J为中心的圆环状。
多个齿63从铁芯背部62向径向内侧延伸。多个齿63沿周向隔开间隔地排列配置。多个齿63例如沿周向在整周范围内等间隔地配置。齿63例如设置有48个。也就是说,旋转电机1的槽数例如为48。如图3所示,多个齿63分别具有基部63a和伞部63b。
基部63a从铁芯背部62朝向径向内侧延伸。基部63a的周向的尺寸例如在径向的整体范围内相同。另外,基部63a的周向的尺寸例如也可以随着朝向径向内侧而变小。
伞部63b设置于基部63a的径向内侧的端部。伞部63b比基部63a向周向的两侧突出。伞部63b的周向的尺寸比基部63a的径向内侧的端部的周向的尺寸大。伞部63b的径向内侧的面是沿周向延伸的曲面。伞部63b的径向内侧的面在沿轴向观察时呈以中心轴线J为中心的圆弧状延伸。伞部63b的径向内侧的面与后述的转子铁芯20的外周面在径向上隔着间隙对置。在沿周向相邻的齿63彼此中,伞部63b彼此沿周向隔着间隙排列配置。
多个线圈65安装于定子铁芯61。如图1所示,多个线圈65例如隔着绝缘件64安装于齿63。在本实施方式中,线圈65是分布式绕组。也就是说,各线圈65跨越多个齿63而卷绕。在本实施方式中,线圈65是全距绕组。也就是说,插入有线圈65的定子60的槽彼此的周向间距与向定子60供给三相交流电源时产生的磁极的周向间距相等。旋转电机1的极数例如为8。也就是说,旋转电机1例如是8极48槽的旋转电机。这样,在本实施方式的旋转电机1中,设该旋转电机1的极数为N时,该旋转电机1的槽数为N×6。另外,在图3至图5中,省略了线圈65的图示。在图2至图5中,省略了绝缘件64的图示。
转子10能够以中心轴线J为中心旋转。如图2所示,转子10具有轴11、转子铁芯20以及多个磁铁40。轴11为以中心轴线J为中心沿轴向延伸的圆柱状。如图1所示,轴11被轴承5a、5b支承为能够绕中心轴线J旋转。
转子铁芯20是磁性体。转子铁芯20固定于轴11的外周面。转子铁芯20具有沿轴向贯通转子铁芯20的贯通孔21。如图2所示,在沿轴向观察时,贯通孔21为以中心轴线J为中心的圆形状。轴11通过贯通孔21。轴11例如通过压入等固定于贯通孔21内。虽然省略了图示,转子铁芯20例如通过多个电磁钢板沿轴向层叠而构成。
转子铁芯20具有多个收纳孔30。多个收纳孔30例如沿轴向贯通转子铁芯20。多个收纳孔30的内部分别收纳有多个磁铁40。收纳孔30内的磁铁40的固定方法没有特别限定。多个收纳孔30包含一对第一收纳孔31a、31b和第二收纳孔32。
多个磁铁40的种类没有特别限定。磁铁40例如可以是钕磁石,也可以是铁氧体磁石。多个磁铁40包含一对第一磁铁41a、41b和第二磁铁42。
在本实施方式中,一对第一收纳孔31a、31b、一对第一磁铁41a、41b、第二收纳孔32以及第二磁铁42沿周向隔开间隔地各设置有多个。一对第一收纳孔31a、31b、一对第一磁铁41a、41b、第二收纳孔32以及第二磁铁42例如各设置有八个。
转子10具有多个磁极部70,该磁极部70各包含一个一对第一收纳孔31a、31b、一对第一磁铁41a、41b、第二收纳孔32以及第二磁铁42。磁极部70例如设置有八个。多个磁极部70例如沿周向在整周范围内等间隔地配置。多个磁极部70各包含多个转子铁芯20的外周面的磁极为N极的磁极部70N和转子铁芯20的外周面的磁极为S极的磁极部70S。磁极部70N和磁极部70S例如各设置有四个。四个磁极部70N和四个磁极部70S沿周向交替地配置。各磁极部70的结构除了转子铁芯20的外周面的磁极不同和周向位置不同之外是相同的结构。
如图3所示,在磁极部70中,一对第一收纳孔31a、31b沿周向彼此隔开间隔地配置。第一收纳孔31a例如位于第一收纳孔31b的周向一侧(+θ侧)。例如在沿轴向观察时,第一收纳孔31a、31b沿相对于径向而倾斜的方向呈大致直线状延伸。在沿轴向观察时,一对第一收纳孔31a、31b沿随着从径向内侧朝向径向外侧而彼此在周向上远离的方向延伸。也就是说,第一收纳孔31a与第一收纳孔31b之间的周向的距离随着从径向内侧朝向径向外侧而变大。第一收纳孔31a例如随着从径向内侧朝向径向外侧而位于周向一侧。第一收纳孔31b例如随着从径向内侧朝向径向外侧而位于周向另一侧(-θ侧)。第一收纳孔31a、31b的径向外侧的端部位于转子铁芯20的径向外周缘部。
例如在沿轴向观察时,第一收纳孔31a与第一收纳孔31b以在周向上隔着图3所示的磁极中心线IL1的方式配置。磁极中心线IL1是通过磁极部70的周向中心和中心轴线J并沿径向延伸的假想线。例如在沿轴向观察时,第一收纳孔31a与第一收纳孔31b以相对于磁极中心线IL1线对称的方式配置。以下,关于除了相对于磁极中心线IL1呈线对称之外与第一收纳孔31a相同的结构,有时省略关于第一收纳孔31b的说明。
第一收纳孔31a具有第一直线部31c、内端部31d以及外端部31e。在沿轴向观察时,第一直线部31c沿第一收纳孔31a延伸的方向呈直线状延伸。第一直线部31c例如在沿轴向观察时为长方形状。内端部31d与第一直线部31c的径向内侧的端部连接。内端部31d是第一收纳孔31a的径向内侧的端部。外端部31e与第一直线部31c的径向外侧的端部连接。外端部31e是第一收纳孔31a的径向外侧的端部。第一收纳孔31b具有第一直线部31f、内端部31g以及外端部31h。
第二收纳孔32位于一对第一收纳孔31a、31b的径向外侧的端部彼此的周向之间。也就是说,在本实施方式中,第二收纳孔32位于外端部31e与外端部31h的周向之间。例如在沿轴向观察时,第二收纳孔32沿与径向垂直的方向呈大致直线状延伸。例如在沿轴向观察时,第二收纳孔32沿与磁极中心线IL1垂直的方向延伸。例如在沿轴向观察时,一对第一收纳孔31a、31b和第二收纳孔32按照
Figure BDA0003108018890000051
形状配置。
另外,在本说明书中,关于“某个对象沿与某个方向垂直的方向延伸”,除了某个对象沿与某个方向严格垂直的方向延伸的情况,还包含某个对象沿与某个方向大致垂直的方向延伸的情况。“与某个方向大致垂直的方向”例如包含因制造时的公差等而相对于与某个方向严格垂直的方向在几度[°]左右的范围内倾斜的方向。
在沿轴向观察时,例如,磁极中心线IL1通过第二收纳孔32的周向的中心。也就是说,第二收纳孔32的周向中心的周向位置例如与磁极部70的周向中心的周向位置一致。第二收纳孔32的沿轴向观察到的形状例如是相对于磁极中心线IL1呈线对称的形状。第二收纳孔32位于转子铁芯20的径向外周缘部。
第二收纳孔32具有第二直线部32a、一端部32b以及另一端部32c。在沿轴向观察时,第二直线部32a沿第二收纳孔32延伸的方向呈直线状延伸。第二直线部32a例如在沿轴向观察时为长方形状。一端部32b与第二直线部32a的周向一侧(+θ侧)的端部连接。一端部32b是第二收纳孔32的周向一侧的端部。一端部32b在第一收纳孔31a的外端部31e的周向另一侧(-θ侧)隔开间隔地配置。另一端部32c与第二直线部32a的周向另一侧(-θ侧)的端部连接。另一端部32c是第二收纳孔32的周向另一侧的端部。另一端部32c在第一收纳孔31b的外端部31h的周向一侧隔开间隔地配置。
一对第一磁铁41a、41b分别收纳于一对第一收纳孔31a、31b的内部。第一磁铁41a收纳于第一收纳孔31a的内部。第一磁铁41b收纳于第一收纳孔31b的内部。一对第一磁铁41a、41b例如在沿轴向观察时为长方形状。虽然省略了图示,第一磁铁41a、41b例如为长方体状。虽然省略了图示,第一磁铁41a、41b例如设置于第一收纳孔31a、31b内的轴向的整个范围内。一对第一磁铁41a、41b沿周向彼此隔开间隔地配置。第一磁铁41a例如位于第一磁铁41b的周向一侧(+θ侧)。
在沿轴向观察时,第一磁铁41a沿第一收纳孔31a延伸。在沿轴向观察时,第一磁铁41b沿第一收纳孔31b延伸。沿轴向观察时,第一磁铁41a、41b例如沿相对于径向倾斜的方向呈大致直线状延伸。沿轴向观察时,一对第一磁铁41a、41b沿随着从径向内侧朝向径向外侧而彼此在周向上远离的方向延伸。也就是说,第一磁铁41a与第一磁铁41b之间的周向的距离随着从径向内侧朝向径向外侧而变大。
第一磁铁41a例如随着从径向内侧朝向径向外侧而位于周向一侧(+θ侧)。第一磁铁41b例如随着从径向内侧朝向径向外侧而位于周向另一侧(-θ侧)。例如在沿轴向观察时,第一磁铁41a与第一磁铁41b以在轴向上隔着磁极中心线IL1的方式配置。例如在沿轴向观察时,第一磁铁41a与第一磁铁41b以相对于磁极中心线IL1线对称的方式配置。以下,关于除了相对于磁极中心线IL1呈线对称之外与第一磁铁41a相同的结构,有时省略关于第一磁铁41b的说明。
第一磁铁41a嵌合于第一收纳孔31a内。更详细而言,第一磁铁41a嵌合于第一直线部31c内。第一磁铁41a的侧面中的与第一直线部31c延伸的方向垂直的方向上的两侧面例如分别与第一直线部31c的内侧面接触。在沿轴向观察时,在第一直线部31c延伸的方向上,第一磁铁41a的长度例如与第一直线部31c的长度相同。
在沿轴向观察时,第一磁铁41a的延伸方向的两端部分别与第一收纳孔31a的延伸方向的两端部分开地配置。在沿轴向观察时,在第一磁铁41a延伸的方向上,内端部31d和外端部31e分别与第一磁铁41a的两侧相邻地配置。在这里,在本实施方式中,内端部31d构成第一磁通阻隔部51a。外端部31e构成第一磁通阻隔部51b。也就是说,转子铁芯20具有在沿轴向观察时,在第一磁铁41a延伸的方向上隔着第一磁铁41a而配置的一对第一磁通阻隔部51a、51b。转子铁芯20具有在沿轴向观察时,在第一磁铁41b延伸的方向上隔着第一磁铁41b而配置的一对第一磁通阻隔部51c、51d。
这样,转子铁芯20具有在沿轴向观察时,在各第一磁铁41a、41b延伸的方向上分别隔着各第一磁铁41a、41b而各配置有一对的第一磁通阻隔部51a、51b、51c、51d。第一磁通阻隔部51a、51b、51c、51d、后述的第二磁通阻隔部52a、52b以及后述的第三磁通阻隔部53a、53b是能够抑制磁通的流动的部分。即,在各磁通阻隔部,磁通难以通过。各磁通阻隔部只要能够抑制磁通的流动,就没有特别限定,可以包含空隙部,也可以包含树脂部等非磁性部。
第二磁铁42收纳于第二收纳孔32的内部。第二磁铁42在比一对第一磁铁41a、41b的径向内端部靠径向外侧的位置配置于一对第一磁铁41a、41b彼此之间的周向位置。在沿轴向观察时,第二磁铁42沿第二收纳孔32延伸。在沿轴向观察时,第二磁铁42沿与径向垂直的方向延伸。例如在沿轴向观察时,一对第一磁铁41a、41b和第二磁铁42按照
Figure BDA0003108018890000071
形状配置。
另外,在本说明书中,关于“第二磁铁配置于一对第一磁铁彼此之间的周向位置”,只要第二磁铁的周向位置包含于一对第一磁铁彼此之间的周向位置即可,第二磁铁相对于第一磁铁的径向位置没有特别限定。
第二磁铁42的沿轴向观察到的形状例如是相对于磁极中心线IL1呈线对称的形状。第二磁铁42例如在沿轴向观察时为长方形状。虽然省略了图示,第二磁铁42例如为长方体状。虽然省略了图示,第二磁铁42例如设置于第二收纳孔32内的轴向的整个范围内。第二磁铁42的径向内侧部分例如位于一对第一磁铁41a、41b的径向外端部彼此的周向之间。第二磁铁42的径向外侧部分例如位于比一对第一磁铁41a、41b靠径向外侧的位置。
第二磁铁42嵌合于第二收纳孔32内。更详细而言,第二磁铁42嵌合于第二直线部32a内。第二磁铁42的侧面中的与第二直线部32a延伸的方向垂直的径向上的两侧面例如分别与第二直线部32a的内侧面接触。在沿轴向观察时,在第二直线部32a延伸的方向上,第二磁铁42的长度例如与第二直线部32a的长度相同。
在沿轴向观察时,第二磁铁42的延伸方向的两端部分别与第二收纳孔32的延伸方向的两端部分开地配置。在沿轴向观察时,在第二磁铁42延伸的方向上,一端部32b和另一端部32c分别与第二磁铁42的两侧相邻地配置。在这里,在本实施方式中,一端部32b构成第二磁通阻隔部52a。另一端部32c构成第二磁通阻隔部52b。也就是说,转子铁芯20具有在沿轴向观察时,在第二磁铁42延伸的方向上隔着第二磁铁42而配置的一对第二磁通阻隔部52a、52b。一对第二磁通阻隔部52a、52b和第二磁铁42位于隔着第一磁铁41a的一对第一磁通阻隔部51a、51b中的位于径向外侧的第一磁通阻隔部51b与隔着第一磁铁41b的一对第一磁通阻隔部51c、51d中的位于径向外侧的第一磁通阻隔部51d的周向之间。
在沿轴向观察时,第一磁铁41a的磁极沿与第一磁铁41a延伸的方向垂直的方向配置。在沿轴向观察时,第一磁铁41b的磁极沿与第一磁铁41b延伸的方向垂直的方向配置。第二磁铁42的磁极沿径向配置。
第一磁铁41a的磁极中的位于径向外侧的磁极、第一磁铁41b的磁极中的位于径向外侧的磁极以及第二磁铁42的磁极中的位于径向外侧的磁极彼此相同。第一磁铁41a的磁极中的位于径向内侧的磁极、第一磁铁41b的磁极中的位于径向内侧的磁极以及第二磁铁42的磁极中的位于径向内侧的磁极彼此相同。
在磁极部70N中,第一磁铁41a的磁极中的位于径向外侧的磁极、第一磁铁41b的磁极中的位于径向外侧的磁极以及第二磁铁42的磁极中的位于径向外侧的磁极例如是N极。在磁极部70N中,第一磁铁41a的磁极中的位于径向内侧的磁极、第一磁铁41b的磁极中的位于径向内侧的磁极以及第二磁铁42的磁极中的位于径向内侧的磁极例如是S极。
虽然省略了图示,在磁极部70S中,各磁铁40的磁极配置为相对于磁极部70N反转。也就是说,在磁极部70S中,第一磁铁41a的磁极中的位于径向外侧的磁极、第一磁铁41b的磁极中的位于径向外侧的磁极以及第二磁铁42的磁极中的位于径向外侧的磁极例如是S极。在磁极部70S中,第一磁铁41a的磁极中的位于径向内侧的磁极、第一磁铁41b的磁极中的位于径向内侧的磁极以及第二磁铁42的磁极中的位于径向内侧的磁极例如是N极。
转子铁芯20具有一对第三磁通阻隔部53a、53b。一对第三磁通阻隔部53a、53b设置于每个磁极部70。在各磁极部70中,例如在沿轴向观察时,第三磁通阻隔部53a与第三磁通阻隔部53b以相对于磁极中心线IL1线对称的方式配置。以下,关于除了相对于磁极中心线IL1呈线对称之外与第三磁通阻隔部53a相同的结构,有时省略关于第三磁通阻隔部53b的说明。第三磁通阻隔部53a、53b例如是利用沿轴向贯通转子铁芯20的孔而形成的空隙部。例如在沿轴向观察时,第三磁通阻隔部53a、53b为圆形状。
第三磁通阻隔部53a配置于隔着一对第一磁铁41a、41b的一个第一磁铁41a而配置的一对第一磁通阻隔部51a、51b中的位于径向外侧的第一磁通阻隔部51b与一对第二磁通阻隔部52a、52b的一个第二磁通阻隔部52a的周向之间。第三磁通阻隔部53a例如位于第一磁通阻隔部51b与第二磁通阻隔部52a的周向之间的中央部。
第三磁通阻隔部53b配置于隔着一对第一磁铁41a、41b的另一个第一磁铁41b而配置的一对第一磁通阻隔部51c、51d中的位于径向外侧的第一磁通阻隔部51d与一对第二磁通阻隔部52a、52b的另一个第二磁通阻隔部52b的周向之间。第三磁通阻隔部53b例如位于第一磁通阻隔部51d与第二磁通阻隔部52b的周向之间的中央部。
在沿轴向观察时,第三磁通阻隔部53a、53b位于第二磁铁42延伸的方向的延长线上。在沿轴向观察时,第三磁通阻隔部53a、53b位于通过第二磁铁42的径向内缘的周向两端部的假想曲线IL6与通过第二磁铁42的径向外缘的周向两端部的假想曲线IL7之间。假想曲线IL6是在沿轴向观察时,通过第二磁铁42的径向内缘的周向两端部,并沿以中心轴线J为中心的圆弧状延伸的假想线。假想曲线IL7是在沿轴向观察时,通过第二磁铁42的径向外缘的周向两端部,并沿以中心轴线J为中心的圆弧状延伸的假想线。
第三磁通阻隔部53a、53b例如位于比第二磁铁42的径向外缘靠径向内侧的位置。第三磁通阻隔部53a、53b例如位于比第二磁铁42的径向内缘靠径向外侧的位置。第三磁通阻隔部53a、53b例如位于比一对第一磁铁41a、41b靠径向外侧的位置。
在本实施方式中,第三磁通阻隔部53a、53b的周向的尺寸W比第一磁通阻隔部51a、51b、51c、51d的周向的尺寸和第二磁通阻隔部52a、52b的周向的尺寸小。在本实施方式中,第三磁通阻隔部53a、53b的周向的尺寸W是圆形状的第三磁通阻隔部53a、53b的直径。第三磁通阻隔部53a、53b的周向的尺寸W例如比第一磁通阻隔部51a、51b、51c、51d的周向的尺寸的一半和第二磁通阻隔部52a、52b的周向的尺寸的一半小。第三磁通阻隔部53a、53b的周向的尺寸W例如为2.4mm以下。第三磁通阻隔部53a、53b的周向的尺寸W例如优选为0.6mm以上且2.1mm以下。这是为了能够适当地降低扭矩波动。
在本实施方式中,第三磁通阻隔部53a、53b的周向的尺寸W相对于转子铁芯20的半径r的比为0.041以下。第三磁通阻隔部53a、53b的周向的尺寸W相对于转子铁芯20的半径r的比优选为0.010以上且0.035以下。这是为了能够适当地降低扭矩波动。
在本实施方式中,第三磁通阻隔部53a相对于第一磁通阻隔部51b与第二磁通阻隔部52a的周向之间的距离L1的比例如为0.27以下。图4所示的距离L1是在圆形的第三磁通阻隔部53a的中心的径向位置的、第一磁通阻隔部51b与第二磁通阻隔部52a的周向之间的距离。第三磁通阻隔部53a相对于第一磁通阻隔部51b与第二磁通阻隔部52a的周向之间的距离L1的比优选为0.10以上且0.36以下。这是为了能够适当地降低扭矩波动。第一磁通阻隔部51b与第二磁通阻隔部52a的周向之间的距离L1例如为3.0mm以上且7.0mm以下。
转子铁芯20的外周面与第三磁通阻隔部53a之间的径向的距离L2以及转子铁芯20的外周面与第三磁通阻隔部53a的中心的距离L3例如比第三磁通阻隔部53a的周向的尺寸W大。图4所示的距离L2是在圆形的第三磁通阻隔部53a的中心的周向位置的、转子铁芯20的外周面与第三磁通阻隔部53a之间的径向的距离。距离L2和距离L3例如比从转子铁芯20的外周面到第二磁铁42的径向的距离大。距离L2例如为0.7mm以上且4.2mm以下。距离L3例如为1.0mm以上且5.2mm以下。距离L3优选为2.6mm以上且3.4mm以下。这是为了容易地适当地降低扭矩波动。
在第二磁铁42的周向中心配置于与某一个齿63的周向中心相同的周向位置的某个状态下,第三磁通阻隔部53a、53b位于另一个齿63的径向内侧。换句话说,在该某个状态下,第三磁通阻隔部53a、53b与另一个齿63的周向位置重叠。另外,在本说明书中,关于“某个对象位于其他对象的径向内侧”,除了某个对象相对于中心轴线位于比其他对象靠径向内侧的位置的情况,也可以是某个对象的至少一部分的周向位置与其他对象的至少一部分的周向位置相同。图2至图5示出了该某个状态的一例。在图2至图5中,将周向中心配置于与第二磁铁42的周向中心相同的周向的位置的齿63称为齿66A。也就是说,在图2至图5所示的某个状态下,齿66A相当于“某一个齿”。在图2至图5所示的某个状态下,在沿轴向观察时,磁极中心线IL1通过齿66A的周向中心。
在图2至图5所示的某个状态下,将与齿66A的周向一侧(+θ侧)相邻的齿63称为齿66B。将与齿66A的周向另一侧(-θ侧)相邻的齿63称为齿66C。将与齿66B的周向一侧相邻的齿63称为齿66D。将与齿66C的周向另一侧相邻的齿63称为齿66E。将与齿66D的周向一侧相邻的齿63称为齿66F。另外,在以下的说明中,将图2至图5所示的某个状态简称为“某个状态”。
如图3所示,在某个状态下,第三磁通阻隔部53a位于齿66D的径向内侧。第三磁通阻隔部53b位于齿66E的径向内侧。也就是说,在某个状态下,齿66D、66E相当于“另一个齿”。在这里,齿66D、66E分别是在周向上与相当于“某一个齿”的齿66A隔开一个齿而配置的齿。也就是说,在本实施方式中,作为“另一个齿”的齿66D、66E是在周向上与“某一个齿”隔开一个齿而配置的齿63。
在本实施方式中,在某个状态下,第三磁通阻隔部53a位于齿66D中的接近第二磁铁42的周向中心的一侧(-θ侧)的部分的径向内侧。齿66D中的接近第二磁铁42的周向中心的一侧的部分是齿66D中的比齿中心线IL2接近第二磁铁42的周向中心的一侧的部分。齿中心线IL2是通过齿66D的周向中心和中心轴线J并沿径向延伸的假想线。在某个状态下,在沿轴向观察时,第三磁通阻隔部53a位于齿中心线IL2与假想线IL3的周向之间。假想线IL3是在沿轴向观察时,通过齿66D的伞部63b的周向另一侧(-θ侧)的端部和中心轴线J并沿径向延伸的假想线。
在本实施方式中,在某个状态下,在沿轴向观察时,第三磁通阻隔部53b位于齿中心线IL4与假想线IL5的周向之间。齿中心线IL4是通过齿66E的周向中心和中心轴线J并沿径向延伸的假想线。假想线IL5是在沿轴向观察时,通过齿66E的伞部63b的周向一侧(+θ侧)的端部和中心轴线J并沿径向延伸的假想线。
在某个状态下,齿66B的至少一部分和齿66C的至少一部分位于第二磁铁42的径向外侧。齿66B是以相邻的方式配置在齿66A与齿66D的周向之间的齿63。齿66C是以相邻的方式配置在齿66A与齿66E的周向之间的齿63。也就是说,在某个状态下,以相邻的方式配置在作为“某一个齿”的齿66A与作为“另一个齿”的齿66D、66E的周向之间的齿66B、66C的至少一部分位于第二磁铁42的径向外侧。在某个状态下,例如,齿66B的周向另一侧(-θ侧)的部分和齿66C的周向一侧(+θ侧)的部分位于第二磁铁42的径向外侧。
在某个状态下,隔着第一磁铁41a配置的一对第一磁通阻隔部51a、51b中的位于径向外侧的第一磁通阻隔部51b位于齿66D中的远离第二磁铁42的周向中心的一侧(+θ侧)的部分的径向内侧。齿66D中的远离第二磁铁42的周向中心的一侧的部分是齿66D中的比齿中心线IL2远离第二磁铁42的周向中心的一侧的部分。
转子铁芯20具有从转子铁芯20的外周面向径向内侧凹陷的凹部22a、22b。在本实施方式中,凹部22a、22b在每个磁极部70各设置有一对。在各磁极部70中,例如在沿轴向观察时,凹部22a和凹部22b以相对于磁极中心线IL1线对称的方式配置。以下,关于除了相对于磁极中心线IL1呈线对称之外与凹部22a相同的结构,有时省略关于凹部22b的说明。凹部22a例如位于第一磁通阻隔部51b的径向外侧。凹部22b例如位于第一磁通阻隔部51d的径向外侧。凹部22a、22b的沿轴向观察到的内缘例如呈向径向内侧凹陷的大致圆弧状。
在某个状态下,凹部22a配置于比齿66D的周向中心沿周向远离第二磁铁的周向中心的一侧(+θ侧)。也就是说,凹部22a位于比齿中心线IL2靠周向一侧(+θ侧)的位置。在某个状态下,凹部22a的至少一部分位于齿66D的径向内侧。在本实施方式中,在某个状态下,凹部22a的周向另一侧(-θ侧)的端部位于齿66D的伞部63b的周向一侧(+θ侧)的端部的径向内侧。
根据本实施方式,通过设置有第三磁通阻隔部53a、53b,能够降低扭矩波动。以下,进行详细的说明。如图4所示,在转子10与定子60之间流动的磁通有时包含从齿63放出,通过转子铁芯20并再次返回相同齿63的磁通。图4所示的磁通B48例如是在转子10与定子60之间流动的磁通的48次分量。
图4所示的磁通B48中的磁通B48a例如是从齿66A的周向中心向径向内侧放出,通过转子铁芯20并返回到齿66A的伞部63b的周向一侧(+θ侧)的端部的磁通。磁通B48a通过转子铁芯20中的位于第二磁铁42的径向外侧的部分。
图4所示的磁通B48中的磁通B48b例如是从齿66D的周向中心向径向内侧放出,通过转子铁芯20并返回到齿66D的伞部63b的周向另一侧(-θ侧)的端部的磁通。磁通B48b通过转子铁芯20中的周向位置位于第一磁通阻隔部51b与第二磁通阻隔部52a之间的周向位置的部分。
在这里,假设在未设置有第三磁通阻隔部53a的情况下,如在图4中用双点划线所示,从齿66D向转子铁芯20内放出的磁通B48b在第一磁通阻隔部51b与第二磁通阻隔部52a的周向之间的部分较大地绕至径向内侧,然后返回齿66D。
另一方面,通过设置有第二磁铁42,从齿66A放出的磁通B48a在转子铁芯20中的位于第二磁铁42的径向外侧的部分较小地环绕并返回齿66A。因此,在未设置有第三磁通阻隔部53a的情况下,在齿66A与转子铁芯20之间流动的磁通B48a的流动和在齿66D与转子铁芯20之间流动的磁通B48b的流动容易相差较大。由此,在齿66A与转子铁芯20之间作用的磁力的变动幅度与在齿66D与转子铁芯20之间作用的磁力的变动幅度有偏差,从而在各齿63与转子铁芯20之间作用的磁力容易产生偏差。因此,存在扭矩波动容易变大的问题。
与此相对,根据本实施方式,在第一磁通阻隔部51b与第二磁通阻隔部52a的周向之间设置有第三磁通阻隔部53a。而且,在第二磁铁42的周向中心配置于与某一个齿66A的周向中心相同的周向位置的某个状态下,第三磁通阻隔部53a位于另一个齿66D的径向内侧。因此,如在图4中用实线所示,能够通过第三磁通阻隔部53a抑制从齿66D向转子铁芯20放出的磁通B48b在转子铁芯20内向径向内侧较大地环绕的情况。由此,容易使从齿66D放出的磁通B48b通过转子铁芯20中的位于比第三磁通阻隔部53a靠径向外侧的位置的部分并返回齿66D。因此,容易使在齿66D与转子铁芯20之间流动的磁通B48b的流动与在齿66A与转子铁芯20之间流动的磁通B48a的流动相同。因此,能够抑制在齿66A与转子铁芯20之间作用的磁力的变动幅度与在齿66D与转子铁芯20之间作用的磁力的变动幅度产生偏差,从而能够抑制在各齿63与转子铁芯20之间作用的磁力产生偏差。由此,能够降低扭矩波动。
另外,根据本实施方式,在第一磁通阻隔部51d与第二磁通阻隔部52b的周向之间设置有第三磁通阻隔部53b。而且,在第二磁铁42的周向中心配置于与某一个齿66A的周向中心相同的周向位置的某个状态下,第三磁通阻隔部53b位于另一个齿66E的径向内侧。因此,与在齿66D与转子铁芯20之间流动的上述的磁通B48b相同,容易使在齿66E与转子铁芯20之间流动的磁通的流动与在齿66A与转子铁芯20之间流动的磁通B48a相同。由此,能够进一步抑制在各齿63与转子铁芯20之间作用的磁力产生偏差。因此,能够进一步在周向上降低磁通的流动的偏差,从而能够进一步降低扭矩波动。
另外,例如,在转子10与定子60之间流动的磁通包含如图4所示那样的48次分量的磁通B48的情况下,在转子10与定子60之间流动的磁通例如也包含如图5所示那样的24次分量的磁通B24。磁通B24例如经由转子铁芯20在位于磁极部70的周向中心的径向外侧的齿66A与在周向上与齿66A相邻的齿66B、66C之间流动。在图5中,磁通B24例如从齿66A通过转子铁芯20向齿66B流动。这样的24次分量的磁通B24难以向在周向上与齿66A隔开一个齿而配置的齿66D、66E流动。
在这里,根据本实施方式,在某个状态下,位于第三磁通阻隔部53a、53b的径向外侧的齿66D、66E是在周向上与齿66A隔开一个齿而配置的齿63。因此,在某个状态下,24次分量的磁通B24难以向齿66D、66E和转子铁芯20中的位于齿66D、66E的径向内侧的部分流动。由此,即使设置有第三磁通阻隔部53a、53b,24次分量的磁通B24的流动也难以被阻碍。因此,即使设置有第三磁通阻隔部53a、53b,也能够抑制因24次分量的磁通B24而引起扭矩波动增大的情况。这样,根据本实施方式,能够如上述那样通过第三磁通阻隔部53a、53b降低因48次分量的磁通B48而引起的扭矩波动,并且能够抑制因24次分量的磁通B24而引起扭矩波动增大的情况。因此,能够更适当地降低扭矩波动。
另外,根据本实施方式,在某个状态下,以相邻的方式配置在某一个齿66A与另一个齿66D、66E的周向之间的齿66B、66C的至少一部分位于第二磁铁42的径向外侧。在某个状态下,通过齿66B、66C的至少一部分位于第二磁铁42的径向外侧,能够利用第二磁铁42的磁通,容易使24次分量的磁通B24从齿66A向齿66B、66C适当地流动。因此,24次分量的磁通B24更难向与齿66A隔开一个齿而配置的齿66D、66E流动。由此,在某个状态下,24次分量的磁通B24更难向转子铁芯20中的位于齿66D、66E的径向内侧的部分流动。因此,即使设置第三磁通阻隔部53a、53b,也能够使24次分量的磁通B24的流动难以被阻碍。因此,即使设置第三磁通阻隔部53a、53b,也能够更可靠地抑制因24次分量的磁通B24而引起扭矩波动增大的情况。
另外,根据本实施方式,在某个状态下,隔着第一磁铁41a配置的一对第一磁通阻隔部51a、51b中的位于径向外侧的第一磁通阻隔部51b位于另一个齿66D中的远离第二磁铁42的周向中心的一侧(+θ侧)的部分的径向内侧。因此,从齿66D放出的48次分量的磁通B48被第一磁通阻隔部51b遮挡,从而难以返回齿66D中的远离第二磁铁42的周向中心的一侧的部分。由此,从齿66D放出的48次分量的磁通B48如图4所示的磁通B48b那样,容易返回齿66D中的接近第二磁铁42的周向中心的一侧(-θ侧)的部分。
在这里,在本实施方式中,在某个状态下,第三磁通阻隔部53a位于齿66D中的接近第二磁铁42的周向中心的一侧(-θ侧)的部分的径向内侧。因此,能够通过第三磁通阻隔部53a适当地抑制从齿66D放出并返回齿66D中的接近第二磁铁42的周向中心的一侧(-θ侧)的部分的磁通B48b在转子铁芯20的内部向径向内侧较大地环绕的情况。由此,能够通过第三磁通阻隔部53a对在齿66D与转子铁芯20之间流动的磁通B48b适当地进行整流。因此,能够更适当地降低扭矩波动。
另外,例如,在转子铁芯20与定子60之间流动的48次分量的磁通B48例如也包含图4所示的磁通B48c。磁通B48c是从齿66D通过转子铁芯20并向与齿66D相邻的齿66F流动的磁通。磁通B48c例如在从齿66D向转子铁芯20内放出之后,向齿66F的伞部63b的周向另一侧(-θ侧)的端部流动。这样的磁通B48c较多地流动时,48次分量的磁通B48的周向平衡被破坏,从而扭矩波动容易变大。
与此相对,根据本实施方式,转子铁芯20具有凹部22a。在某个状态下,凹部22a配置于比另一个齿66D的周向中心沿周向远离第二磁铁42的周向中心的一侧(+θ侧)。因此,通过凹部22a,磁通B48c流动的路径容易变窄。由此,能够抑制磁通B48c较多地流动,从而能够抑制48次分量的磁通B48的周向平衡被破坏。因此,从而能够进一步降低扭矩波动。
另外,根据本实施方式,在某个状态下,凹部22a的至少一部分位于另一个齿66D的径向内侧。因此,通过凹部22a,容易适当地使从齿66D放出的磁通B48c流动的路径变窄。由此,能够进一步抑制磁通B48c较多地流动。因此,从而能够进一步降低扭矩波动。
另外,根据本实施方式,凹部22a位于一对第一磁通阻隔部51a、51b中的位于径向外侧的第一磁通阻隔部51b的径向外侧。因此,能够适当地使凹部22a与第一磁通阻隔部51b的径向之间变窄。由此,能够更适当地使从齿66D放出的磁通B48c流动的路径变窄。因此,能够进一步抑制磁通B48c较多地流动。因此,从而能够进一步降低扭矩波动。
通过凹部22b也能够同样地得到通过设置有上述的凹部22a而得到的效果。在本实施方式中,通过设置有一对凹部22a、22b,能够更适当地降低扭矩波动。
另外,根据本实施方式,第三磁通阻隔部53a、53b的周向的尺寸W为0.6mm以上且2.1mm以下。通过使第三磁通阻隔部53a、53b的周向的尺寸W为该范围的数值,能够通过第三磁通阻隔部53a、53b对48次分量的磁通B48b适当地进行整流。因此,容易更适当地使在齿66D、66E与转子铁芯20之间流动的磁通B48b的流动与在齿66A与转子铁芯20之间流动的磁通B48a的流动相同。由此,能够在周向上更适当地降低磁通的流动的偏差,从而能够更适当地降低扭矩波动。
另外,根据本实施方式,旋转电机1是三相交流式的旋转电机,在设极数为N时,槽数为N×6。在这样的旋转电机1中,在转子10与定子60之间流动的磁通包含上述的24次分量的磁通B24那样的N×3次的磁通分量和上述的48次分量的磁通B48那样的N×6次的磁通分量。例如,在N=10的情况下,即旋转电机1为10极60槽的旋转电机的情况下,在转子10与定子60之间流动的磁通包含10×3次,即30次的磁通分量和10×6次,即60次的磁通分量。在这种情况下,通过设置第三磁通阻隔部53a、53b,与上述的48次分量的磁通B48的情况同样地,能够降低因N×6次的磁通分量而产生的扭矩波动,并且,与上述的24次分量的磁通B24的情况同样地,能够降低因N×3次的磁通分量而产生的扭矩波动。因此,通过设置第三磁通阻隔部53a、53b,在极数为N且槽数为N×6的旋转电机1中,容易适当地得到上述能够降低扭矩波动的效果。
另外,根据本实施方式,线圈65是分布式绕组并且是全距绕组。在线圈65这样卷绕的旋转电机1中,在转子10与定子60之间流动的磁通包含上述的24次分量的磁通B24那样的N×3次的磁通分量和上述的48次分量的磁通B48那样的N×6次的磁通分量。在这种情况下,通过设置第三磁通阻隔部53a、53b,能够降低因N×6次的磁通分量而导致的扭矩波动,并且能够降低因N×3次的磁通分量而导致的扭矩波动增大。因此,通过设置第三磁通阻隔部53a、53b,在极数为N且槽数为N×6的旋转电机1中,容易适当地得到上述能够降低扭矩波动的效果。
本发明不限于上述的实施方式,在本发明的技术思想的范围内,也能够采用其他结构。在上述实施方式中,第三磁通阻隔部构成为设置于隔着一对第一磁铁的一个而配置的一对第一磁通阻隔部中的位于径向外侧的第一磁通阻隔部与一对第二磁通阻隔部的一个的周向之间以及隔着一对第一磁铁的另一个而配置的一对第一磁通阻隔部中的位于径向外侧的第一磁通阻隔部与一对第二磁通阻隔部的另一个的周向之间的双方,但并不限于此。第三磁通阻隔部只要配置于隔着一对第一磁铁的一个而配置的一对第一磁通阻隔部中的位于径向外侧的第一磁通阻隔部与一对第二磁通阻隔部的一个的周向之间以及隔着一对第一磁铁的另一个而配置的一对第一磁通阻隔部中的位于径向外侧的第一磁通阻隔部与一对第二磁通阻隔部的另一个的周向之间中的至少一方即可。也就是说,在上述实施方式中,各磁极部70也可以是仅包含一对第三磁通阻隔部53a、53b中的任意一个的结构。
第三磁通阻隔部的形状没有特别限定。第三磁通阻隔部例如在沿轴向观察时,可以是椭圆形状,也可以是多边形状。在第三磁通阻隔部由孔构成的情况下,孔也可以是具有底部的孔。第三磁通阻隔部也可以通过在设置于转子铁芯的孔内配置树脂等非磁性体而构成。在第三磁通阻隔部设置有多个的情况下,多个第三磁通阻隔部也可以包含彼此形状不同的第三磁通阻隔部。只要第三磁通阻隔部位于第一磁通阻隔部与第二磁通阻隔部的周向之间,第三磁通阻隔部的径向位置就没有特别限定。
第三磁通阻隔部也可以在一个第一磁通阻隔部与一个第二磁通阻隔部之间设置有多个。例如,在上述实施方式中,也可以在第一磁通阻隔部51b与第二磁通阻隔部52a的周向之间设置有多个第三磁通阻隔部53a。在该情况下,多个第三磁通阻隔部53a可以沿径向排列配置,也可以沿周向排列配置。
在第二磁铁的周向中心配置于与某一个齿的周向中心相同的周向位置的某个状态下,只要是与某一个齿不同的另一个齿,第三磁通阻隔部就可以位于任何齿的径向内侧。在某个状态下,第三磁通阻隔部可以在周向上位于与某一个齿相邻配置的齿的径向内侧,也可以在周向上位于与某一个齿隔开两个以上齿而配置的齿的径向内侧。第三磁通阻隔部也可以位于另一个齿的任何部分的径向内侧。
设置于转子铁芯的凹部的形状没有特别限定。凹部的数量没有特别限定。例如,在上述的实施方式的各磁极部70中,凹部22a、22b可以仅设置任意一方,凹部22a、22b也可以设置有三个以上。也可以不设置凹部。
应用本发明的旋转电机不限于马达,也可以是发电机。在该情况下,旋转电机也可以是三相交流式的发电机。旋转电机的用途没有特别限定。旋转电机例如可以搭载于车辆,也可以搭载于车辆以外的设备。旋转电机的极数和槽数没有特别限定。在旋转电机中,线圈可以按照任何卷绕方法构成。以上,在本说明书中,进行了说明的结构可以在彼此不矛盾的范围内适当地进行组合。
【实施例】
使用实施例1至实施例4和比较例进行模拟,由此验证了本发明的有用性。实施例1至实施例4为与上述实施方式的旋转电机1相同的结构。在实施例1至实施例4中,隔着第三磁通阻隔部而配置的第一磁通阻隔部与第二磁通阻隔部之间的周向的距离L1为5.81mm。在实施例1至实施例4中,转子铁芯的半径r为59.2mm。
在实施例1中,从转子铁芯的外周面到第三磁通阻隔部的中心的径向的距离L3为2.2mm。在实施例2中,距离L3为2.6mm。在实施例3中,距离L3为3.0mm。在实施例4中,距离L3为3.4mm。
在实施例1中,第三磁通阻隔部的中心的周向位置是相对于设置有该第三磁通阻隔部的磁极部与在该磁极部的周向上相邻的磁极部之间的周向中心的周向角度为9.2°的位置。以下,将设置有该第三磁通阻隔部的磁极部与在该磁极部的周向上相邻的磁极部之间的周向中心称为“磁极部彼此之间的周向中心”。在实施例2中,第三磁通阻隔部的中心的周向位置是相对于磁极部彼此之间的周向中心的周向角度为9.0°的位置。在实施例3中,第三磁通阻隔部的中心的周向位置是相对于磁极部彼此之间的周向中心的周向角度为8.8°的位置。在实施例4中,第三磁通阻隔部的中心的周向位置是相对于磁极部彼此之间的周向中心的周向角度为8.6°的位置。比较例是相对于实施例1至实施例4仅未设置有第三磁通阻隔部这一点不同的结构。
在实施例1至实施例4以及比较例各自中,通过模拟求出48次的扭矩波动。48次的扭矩波动是因48次分量的磁通而产生的扭矩波动。关于实施例1至实施例4,在每次使第三磁通阻隔部的周向的尺寸W变化时,求出48次的扭矩波动。在图6中示出这些模拟结果。在图6中,用实线TR1示出实施例1的结果,用虚线TR2示出实施例2的结果,用点划线TR3示出实施例3的结果,用双点划线TR4示出实施例4的结果。
在图6中,横轴表示第三磁通阻隔部的周向的尺寸W[mm],纵轴表示在各实施例中得到的48次的扭矩波动相对于在比较例中得到的48次的扭矩波动的比TR。在比TR比1.0小的情况下,表示在各实施例中得到的48次的扭矩波动比在比较例中得到的48次的扭矩波动小。比较例未设置有第三磁通阻隔部,因此无论第三磁通阻隔部的周向的尺寸W如何,在比较例中得到的48次的扭矩波动都恒定。
如在图6中用实线TR1所示,确认在实施例1中,在尺寸W为0.6mm以上且1.5mm以下的范围内,能够使扭矩波动的比TR比1.0小。如在图6中用虚线TR2所示,确认在在实施例2中,在尺寸W为0.6mm以上且2.0mm以下的范围内,能够使扭矩波动的比TR比1.0小。如在图6中用点划线TR3所示,确认在在实施例3中,在尺寸W为0.6mm以上且2.2mm以下的范围内,能够使扭矩波动的比TR比1.0小。如在图6中用双点划线TR4所示,确认在在实施例4中,在尺寸W为0.8mm以上且2.4mm以下的范围内,能够使扭矩波动的比TR比1.0小。由此,确认通过设置第三磁通阻隔部,能够降低扭矩波动。
另外,在实施例1至实施例4各自中,确认扭矩波动的比TR具有极小值。由此,确认根据第三磁通阻隔部的周向的尺寸W,扭矩波动具有极小值。因此,确认通过使第三磁通阻隔部的周向的尺寸W成为扭矩波动为极小值的值或接近该值的值,能够更适当地降低扭矩波动。
在实施例1中,例如,在第三磁通阻隔部的周向的尺寸W为约0.9mm的情况下,扭矩波动的比TR为极小值。在实施例1中,确认通过使第三磁通阻隔部的周向的尺寸W为包含有比TR成为极小值的0.9mm的0.6mm以上且1.1mm以下的范围内,能够适当地降低扭矩波动。在实施例1中,在第三磁通阻隔部的周向的尺寸W为0.6mm以上且1.1mm以下的范围内,扭矩波动的比TR为0.5以下。也就是说,在实施例1中,确认在第三磁通阻隔部的周向的尺寸W为0.6mm以上且1.1mm以下的范围内,与比较例相比,能够使扭矩波动适当地降低为一半以下。
在实施例2中,例如,在第三磁通阻隔部的周向的尺寸W为约1.35mm的情况下,扭矩波动的比TR为极小值。在实施例2中,确认通过使第三磁通阻隔部的周向的尺寸W为包含有比TR成为极小值的约1.35mm的1.0mm以上且1.7mm以下的范围内,能够适当地降低扭矩波动。在实施例2中,在第三磁通阻隔部的周向的尺寸W为1.0mm以上且1.7mm以下的范围内,扭矩波动的比TR为0.5以下。也就是说,在实施例2中,确认在第三磁通阻隔部的周向的尺寸W为1.0mm以上且1.7mm以下的范围内,与比较例相比,能够使扭矩波动适当地降低为一半以下。
在实施例3中,例如,在第三磁通阻隔部的周向的尺寸W为约1.55mm的情况下,扭矩波动的比TR为极小值。在实施例3中,确认通过使第三磁通阻隔部的周向的尺寸W为包含有比TR成为极小值的约1.55mm的1.2mm以上且1.8mm以下的范围内,能够适当地降低扭矩波动。在实施例3中,在第三磁通阻隔部的周向的尺寸W为1.2mm以上且1.8mm以下的范围内,扭矩波动的比TR为0.5以下。也就是说,在实施例3中,确认在第三磁通阻隔部的周向的尺寸W为1.2mm以上且1.8mm以下的范围内,与比较例相比,能够使扭矩波动适当地降低为一半以下。
在实施例4中,例如,在第三磁通阻隔部的周向的尺寸W为约1.8mm的情况下,扭矩波动的比TR为极小值。在实施例4中,确认通过使第三磁通阻隔部的周向的尺寸W为包含有比TR成为极小值的约1.8mm的1.4mm以上且2.1mm以下的范围内,能够适当地降低扭矩波动。在实施例4中,在第三磁通阻隔部的周向的尺寸W为1.4mm以上且2.1mm以下的范围内,扭矩波动的比TR为0.5以下。也就是说,在实施例4中,确认在第三磁通阻隔部的周向的尺寸W为1.4mm以上且2.1mm以下的范围内,与比较例相比,能够使扭矩波动适当地降低为一半以下。实施例4中的扭矩波动的比TR的极小值比实施例1至实施例3中的扭矩波动的比TR的极小值小。
通过实施例1至实施例4的结果,确认在第三磁通阻隔部的周向的尺寸W为0.6mm以上且2.1mm以下左右的范围内,通过调整第三磁通阻隔部的中心的径向位置,容易适当地降低扭矩波动。在第三磁通阻隔部的周向的尺寸W为0.6mm以上且2.1mm以下的情况下,第三磁通阻隔部的周向的尺寸W相对于转子铁芯的半径r的比为0.010以上且0.035以下。在第三磁通阻隔部的周向的尺寸W为0.6mm以上且2.1mm以下的情况下,第三磁通阻隔部的周向的尺寸W相对于第一磁通阻隔部与第二磁通阻隔部之间的周向的距离L1的比为0.10以上且0.36以下。由此,确认通过使尺寸W相对于各值的比在这些范围内,能够适当地降低扭矩波动。
根据实施例1至实施例4的结果,确认随着从转子铁芯的外周面到第三磁通阻隔部的中心的径向的距离L3变大,在扭矩波动的比TR取极小值的情况下的第三磁通阻隔部的周向的尺寸W变大。也就是说,确认通过调整距离L3,能够对可适当地降低扭矩波动的第三磁通阻隔部的周向的尺寸W的范围进行调整。
在实施例2、实施例3以及实施例4中,确认在第三磁通阻隔部的周向的尺寸W为1.38mm以上且1.7mm以下的情况下,扭矩波动的比TR为0.5以下。在实施例2、实施例3以及实施例4中,从转子铁芯的外周面到第三磁通阻隔部的中心的径向的距离L3为2.6mm以上且3.4mm以下。也就是说,确认在从转子铁芯的外周面到第三磁通阻隔部的中心的径向的距离L3为2.6mm以上且3.4mm以下,并且第三磁通阻隔部的周向的尺寸W为1.38mm以上且1.7mm以下的情况下,能够适当地降低扭矩波动。如上所述,确认了本发明的有用性。

Claims (11)

1.一种旋转电机,其具备:
转子,其能够以中心轴线为中心旋转;以及
定子,其位于所述转子的径向外侧,
所述转子具有:
转子铁芯,其具有多个收纳孔;以及
多个磁铁,它们分别收纳于所述多个收纳孔的内部,
所述定子具有:
定子铁芯,其具有包围所述转子铁芯的环状的铁芯背部和从所述铁芯背部向径向内侧延伸并且沿周向隔开间隔地排列配置的多个齿;以及
多个线圈,它们安装于所述定子铁芯,
所述多个磁铁包含:
一对第一磁铁,它们沿周向彼此隔开间隔地配置,在沿轴向观察时,该一对第一磁铁沿随着从径向内侧朝向径向外侧而彼此在周向上远离的方向延伸;以及
第二磁铁,其在比所述一对第一磁铁的径向内端部靠径向外侧的位置配置于所述一对第一磁铁彼此之间的周向位置,在沿轴向观察时,该第二磁铁沿与径向垂直的方向延伸,
所述转子铁芯具有:
第一磁通阻隔部,在沿轴向观察时,在各所述第一磁铁所延伸的方向上分别隔着各所述第一磁铁而各配置有一对该第一磁通阻隔部;
一对第二磁通阻隔部,它们在沿轴向观察时在所述第二磁铁所延伸的方向上隔着所述第二磁铁而配置;以及
第三磁通阻隔部,其配置于隔着所述一对第一磁铁的一个而配置的一对所述第一磁通阻隔部中的位于径向外侧的第一磁通阻隔部与所述一对第二磁通阻隔部的一个的周向之间和隔着所述一对第一磁铁的另一个而配置的一对所述第一磁通阻隔部中的位于径向外侧的第一磁通阻隔部与所述一对第二磁通阻隔部的另一个的周向之间中的至少一方,
在所述第二磁铁的周向中心配置于与某一个所述齿的周向中心相同的周向位置的某个状态下,所述第三磁通阻隔部位于另一个所述齿的径向内侧。
2.根据权利要求1所述的旋转电机,其中,
所述第三磁通阻隔部设置于隔着所述一对第一磁铁的一个而配置的一对所述第一磁通阻隔部中的位于径向外侧的第一磁通阻隔部与所述一对第二磁通阻隔部的一个的周向之间和隔着所述一对第一磁铁的另一个而配置的一对所述第一磁通阻隔部中的位于径向外侧的第一磁通阻隔部与所述一对第二磁通阻隔部的另一个的周向之间的双方。
3.根据权利要求1或2所述的旋转电机,其中,
另一个所述齿是在周向上与某一个所述齿隔开一个齿而配置的齿。
4.根据权利要求3所述的旋转电机,其中,
在所述某个状态下,以相邻的方式配置在某一个所述齿与另一个所述齿的周向之间的齿的至少一部分位于所述第二磁铁的径向外侧。
5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的旋转电机,其中,
在所述某个状态下,隔着所述第一磁铁而配置的一对所述第一磁通阻隔部中的位于径向外侧的第一磁通阻隔部位于另一个所述齿中的远离所述第二磁铁的周向中心的一侧的部分的径向内侧,并且,所述第三磁通阻隔部位于另一个所述齿中的接近所述第二磁铁的周向中心的一侧的部分的径向内侧。
6.根据权利要求5所述的旋转电机,其中,
所述转子铁芯具有从所述转子铁芯的外周面向径向内侧凹陷的凹部,
在所述某个状态下,所述凹部配置于在周向上比另一个所述齿的周向中心远离所述第二磁铁的周向中心的一侧。
7.根据权利要求6所述的旋转电机,其中,
在所述某个状态下,所述凹部的至少一部分位于另一个所述齿的径向内侧。
8.根据权利要求6或7所述的旋转电机,其中,
所述凹部位于一对所述第一磁通阻隔部中的位于径向外侧的第一磁通阻隔部的径向外侧。
9.根据权利要求1至8中的任意一项所述的旋转电机,其中,
所述第三磁通阻隔部的周向的尺寸为0.6mm以上且2.1mm以下。
10.根据权利要求1至9中的任意一项所述的旋转电机,其中,
该旋转电机是三相交流式的旋转电机,
在设该旋转电机的极数为N时,该旋转电机的槽数为N×6。
11.根据权利要求1至10中的任意一项所述的旋转电机,其中,
所述线圈是分布式绕组并且是全距绕组。
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